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配向制程介紹

LCD配向制程（Alignment）主要是使液晶分子依特定之方向排列，以利顯示器之動作控制。配向制程步驟如下，首先將配向液涂布于液晶顯示器上下電極基板的內(nèi)側(cè)，接下進(jìn)行摩擦（Rubbing）制程，配向膜表面會因配向滾軸上之摩擦布（Rubbing Clothes）之毛羽（pile）摩擦而被刷出一定方向排列之溝槽，配向膜上之液晶材料會因分子間作用力而達(dá)到定向效果，如果欲控制液晶分子依特定角度排列，可利用配向滾軸之摩擦方向以形成預(yù)定之傾斜角（Pre-tile Angle），如此將有利顯示器之不同驅(qū)動模式。

配向原理介紹

配向制程之原理主要是利用摩擦布之毛羽（pile tip）與以聚亞醯胺（Polyimide，PI）組成為主之配向膜間的作用力，使得PI分子之表面構(gòu)形（Conformation）產(chǎn)生變化，如圖一所示：（a）為PI分子之原構(gòu)造，（b）為摩擦后PI分子產(chǎn)生延伸而構(gòu)造改變；藉由PI分子之構(gòu)形改變，其上之液晶分子產(chǎn)生配向作用，如圖二（a），（b）所示。

資料來源：工研院材料所

圖一  配向刷磨作用產(chǎn)生之PI構(gòu)形變化

資料來源：工研院材料所

圖二  配向刷磨作用產(chǎn)生之液晶分子排列

摩擦布介紹

配向制程之設(shè)備裝置主要由配向轉(zhuǎn)軸（Rubbing Roller）、摩擦布、升降臂、基板載臺所組成，一般而言，影響配向制程的參數(shù)包含：載臺之移動速度、配向轉(zhuǎn)軸之半徑、配向轉(zhuǎn)軸之轉(zhuǎn)速、配向次數(shù)與配向壓力等因素；其中轉(zhuǎn)速與移動速度為制程控制參數(shù)，而摩擦布材質(zhì)之選用則與配向后之基板良率優(yōu)劣息息相關(guān)。

摩擦布之材質(zhì)一般可分為棉（Cotton）、嫘螢（Rayon）、尼龍（Nylon）等，主要評估重點(diǎn)包含：高密度且均勻之毛刷、耐化性、耐壓性、彈性、靜電性佳、不易掉毛等因素；其中靜電性與掉毛性為影響制程良率之重大因素，靜電累積（ESD）會造成TFT層之損害，也易造成灰塵粒子之吸附，進(jìn)而影響潔凈性，而因?yàn)槟Σ林瞥趟斐傻拿嫉袈涓黔h(huán)境之大敵，雖然后續(xù)制程包含洗凈（Clean）之動作，但如不能從摩擦布之材質(zhì)作基本改善，則不易解決此問題。各種摩擦布之比較如表一所示。

小結(jié)

目前配向的方法有真空蒸著，傳統(tǒng)摩擦法與光配向等，就大尺寸面板之均勻性而言，傳統(tǒng)摩擦法因目前之制程技術(shù)成熟與具連續(xù)生產(chǎn)性，加上制程成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，故目前仍為市場之主流方法。

未來隨著廣視角之要求，各面板廠已逐漸發(fā)展以感光高分子為基礎(chǔ)之非接觸式光配向膜材料，以符合特別設(shè)計(jì)之顯示模式如MVA，因此摩擦制程將逐漸被取代，同時因目前傳統(tǒng)摩擦法所導(dǎo)致之靜電與毛屑易造成LCD面板缺陷，如配向膜涂布斑、剝落與毛屑附著等缺陷，摩擦布供貨商應(yīng)重新設(shè)計(jì)纖維之織法，或改造纖維成份以降低不良率之產(chǎn)生，才能繼續(xù)在市場占有一席之地。